Energy Intensity = 용해로 전력사용량(kWh) / 생산량(ton)
- 방법
- Charge별 전력사용량과 생산량을 매칭하여 용해로·작업조건·제품별 원단위를 비교
- 성능·해석
- 전체 Charge 단순분석 평균 약 559 kWh/ton. 이상구간을 제외한 운전분석에서는 종합 평균 약 535 kWh/ton
철강 · 용해공정 · 운전최적화 · 전기
철강 용해로 전력원단위·예열·조업시간·생산량 통합 운전최적화
용해로 Charge별 전력원단위와 원료 예열, 용해·대기·출탕시간, Charge 생산량 및 일일 생산량의 상관관계를 분석하고, 원료예열 확대와 조업시간 단축·생산계획 최적화를 통해 전력원단위 개선목표를 수립한 사례입니다.
01 · CHALLENGE
현장에서 확인한 주요 과제
- 용해로 시스템 데이터와 조업일지의 데이터가 분리되어 있어 전력원단위에 영향을 주는 복합적인 조업인자를 통합 분석할 필요
- 원료 예열장치 가동회수가 Charge별로 0~2회로 편차가 있고, 예열회수가 많을수록 전력원단위가 개선되는 상관관계가 확인됨
- 평균 조업시간이 약 150분/Charge로 용해시간과 대기·출탕시간 단축을 통한 전력절감 여지가 존재
- Charge 생산량 및 일일 생산량이 낮은 구간에서 전력원단위가 불리해 일정 수준 이상의 생산량 유지가 필요
- 냉각수펌프의 가변속제어와 집진시스템 차압·Hood 흡입압력도 용해로 부대설비의 추가 최적화 대상으로 분석됨
02 · DATA
분석에 사용한 데이터
- 용해로 시스템 전력 및 운전데이터
- Charge별 조업일지와 제품·생산량 데이터
- 전력원단위(kWh/ton)
- 원료 예열장치 Charge별 가동회수
- 용해시간·대기시간·출탕시간 및 총 조업시간
- Charge 생산량 및 일일 생산량
- 냉각수펌프 운전상태와 집진기 차압·Hood 흡입압력
03 · BASELINE / MODEL
용해공정 전력원단위와 조업인자 최적화 기준
Preheating ↑ → Energy Intensity ↓
- 방법
- 일일 예열 Charge수와 전력원단위의 상관관계를 분석해 예열장치 활용기준을 도출
- 성능·해석
- 일일 예열 Charge수가 약 25회 이상인 구간에서 전력원단위가 상대적으로 우수
Operating Time ↑ → Energy Intensity ↑
- 방법
- 용해시간과 대기·출탕시간을 구분하여 총 조업시간과 전력원단위의 관계를 분석
- 성능·해석
- 현황 약 150분/Charge → 목표 약 110분/Charge
Production Throughput ↑ → Energy Intensity ↓
- 방법
- Charge별 생산량 및 일일 총 생산량과 kWh/ton을 비교해 효율이 유리한 생산수준을 도출
- 성능·해석
- Charge 생산량 10ton 이상, 일일 생산량 300ton 이상을 운전목표로 제시
Auxiliary Loss = Cooling + Dust Collection
- 방법
- 냉각수펌프 가변속 운전과 집진기 차압·Hood 흡입압력의 적정성을 검토
- 성능·해석
- 집진기 차압 약 241mmAq로 보고서 기준 100~150mmAq보다 높아 정밀진단 및 개선 검토
04 · SAVING OPPORTUNITY
1차 절감 잠재량 시나리오
| 개선 시나리오 | Baseline | 목표 | 1차 잠재량 |
|---|---|---|---|
| 원료 예열장치 가동률 증대일일 예열 Charge수가 약 25회 이상인 구간의 원단위가 상대적으로 우수한 분석결과를 활용 | 예열장치 0~2회/Charge | 기준 약 3ton/Charge 수준의 예열 활용 및 설비상태 개선 | 전력원단위 개선 |
| 조업시간 단축공정 안정성과 품질을 유지하는 범위에서 용해와 비생산 시간을 단계적으로 축소 | 총 약 150분/Charge · 용해 약 81분 · 대기/출탕 약 69분 | 총 약 110분/Charge · 용해 60~70분 · 대기/출탕 30~40분 | 대기손실·용해 전력 저감 |
| 생산량 최적화일일 생산량이 약 300ton 이상인 구간에서 전력원단위가 상대적으로 유리 | 약 9~11ton/Charge, 일일 생산량 변동 | 10ton/Charge 이상 · 일일 300ton 이상 | kWh/ton 개선 |
| 냉각수·집진시스템 최적화집진시스템은 연계 설비까지 포함한 정밀진단을 후속과제로 제시 | 냉각수펌프 가변속제어 및 높은 집진기 차압 | 냉각수 VFD 운전점 최적화 + 집진기 차압·Hood 흡입압력 정밀진단 | 부대전력 및 불필요 압력손실 저감 |
| 1단계 용해로 운전최적화보고서 최종 종합의견의 1단계 목표. 개선 실행 후 성과를 확인하도록 제시된 목표값이며 확정 실적은 아님 | 전력원단위 기준 약 557 kWh/ton | 원료예열·조업시간·생산량·부대설비 운전을 통합 최적화 | 530 kWh/ton · 소비전력 약 5% 절감 목표 |
검증 조건
보고서에는 전체 Charge 분석에서 전력원단위 평균 약 559kWh/ton이 제시되고, 이상 원단위 구간을 제외한 세부 운전분석에서는 평균 약 535kWh/ton이 제시됩니다. 최종 종합의견의 1단계 운전최적화 목표는 557→530kWh/ton, 소비전력 약 5% 절감입니다. 따라서 공개 페이지에서는 이 값들을 동일한 의미의 Baseline으로 혼합하지 않고, 559는 전체 관측 평균, 535는 필터링된 운전분석 평균, 557→530은 프로젝트의 1단계 목표로 구분합니다. 실제 절감성과는 생산량, 제품, 용해온도, 잔탕, 운전자·설비조건 등을 보정하여 M&V로 확정해야 합니다.
자료 기준: 국내 철강 제조시설의 용해로 에너지절감·조업현황 분석 및 운전최적화 보고서 기반 · 고객사명·사업장명·내부 라인번호·용해로 번호·제품코드 비식별 처리
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우리 사업장·시설 데이터에도 같은 방식으로 적용할 수 있을까요?
에너지사용량과 주요 영향인자 데이터가 있다면 현재 설비·시스템의 Baseline과 절감 가능성을 함께 검토할 수 있습니다.